테슬라가 배터리 생산공정 혁신 및 효율화를 통해 전기차 가격을 2만5000달러(약2900만원)로 낮추겠다는 포부를 밝혔다. 신기술 배터리로 가격 단가를 낮춰 대량 양산하면 BMW, 벤츠 등 전통의 내연기관 자동차보다 더 저렴한 테슬라 전기차를 가질 수 있다는 설명이다.
일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)는 22일(현지시간) 캘리포니아주 프리몬트 본사의 주차장에서 진행된 주주총회 및 배터리데이 행사에서 “지금보다 훨씬 저렴한 전기차를 내놓을 것”이라며 이 같이 밝혔다.
테슬라는 전기차 가격을 낮추기 위해 배터리는 물론, 차량 생산 모든 공정의 효율성을 극대화하기로 했다. 우선 배터리는 기존의 '18650', '21700' 원통형 배터리를 대체할 '4680' 배터리를 만든다. 머스크는 "기존 배터리는 셀 크기를 키워 에너지 밀집도를 높이고 비용도 절감했지만, 이 방식으로는 자동차 주행가능거리가 줄어든다"고 지적했다.
탭리스 방식을 적용한 4680 원통형 배터리는 기존 배터리에 비해 공정을 단순화하면서 크기와 발열을 줄였다. 기존 배터리에 비해 에너지 용량은 5배, 출력은 6배, 주행가능거리는 16% 늘어난다. 14%의 비용 절감도 동반된다.
배터리 생산 공정도 변화한다. 기존 배터리는 액체 상태인 용매를 필름에 채워 굳히는 방식으로 제작됐다. 테슬라가 지난해 인수한 전고체 배터리 기술 전문 업체 '맥스웰'의 '드라이코팅' 기술을 활용했다. 머스크는 "기존 방식은 땅을 파고 메꾼 뒤 다시 파는 것과 같이 비효율적"이라며 "'드라이코팅' 기술로 생산에 드는 에너지를 10%로 줄이고 이를 통해 생산성을 7배 높이겠다"고 말했다.
머스크는 "다만 실제 생산까지는 단계별로 극복할 과제들이 있다"면서도 "기술 발전이 매우 빠르게 이뤄지고 있다. 거의 다 왔다"며 조만간 새로운 제조기술 도입이 가능해질 것이라고 내다봤다. 2022년 100GWh 배터리 생산을 계획하고 있는 테슬라는, 신기술을 통해 2030년 배터리 생산량을 3TWh로 늘린다는 방침이다. 머스크는 "2030년 이전에 3TWh를 달성할 수도 있을 것"이라고 덧붙였다.
머스크는 이 자리에서 기존 배터리의 부피 팽창 문제를 실리콘 음극재로 해결했으며, 배터리에서 저렴하며 안정적인 니켈의 비중을 높이고 비싸며 채굴 과정에서 인권유린 문제가 지속해 제기되는 코발트 사용은 줄이겠다고도 밝혔다.
이러한 기술을 통해 기존 배터리 공장인 기가팩토리의 생산능력을 키운 '테라팩토리'를 건설하겠다는 목표도 공개했다. 1테라와트는 1000기가와트에 해당한다. 머스크는 "기가팩토리보다 작은 규모의 테라팩토리를 구현하겠다"고 강조했다. 2030년 배터리 생산량 3TWh를 이루는 수단도 테라팩토리다.
이에 더해 전기차 생산 방식도 바꾸기로 했다. 테슬라는 현재 여러 단위로 나뉘어 생산되는 자동차 후면부 프레임을 한 덩어리로 합쳐 생산할 방침이라고 밝혔다. 머스크는 "각 부분마다 다른 재질을 사용해야 했지만, 이전에 없던 합금물을 개발하면서 자동차 생산 공정을 단순화하는 것이 가능해졌다"고 설명했다.
차량 하부 프레임에는 티타늄 지지대 없이 배터리만 탑재된다. 비행기 날개 안에 연료를 채우듯 전기차 프레임의 빈 공간을 배터리로 채우겠다는 구상이다. 머스크는 "배터리 자체가 구조물 지지대 역할을 하면서 벌집처럼 안정적인 구조가 됐다"면서 "열 관리에도 유리하고 부피는 10%, 주행거리는 14% 늘어나는 효과도 거뒀다"고 덧붙였다.
이러한 공정 혁신을 통해 테슬라는 배터리 생산비용은 56% 절감했고 기가와트당 개발비는 69% 줄인다. 전기차 주행가능거리는 54% 늘어날 것이라는 평가다. 머스크는 "18개월 뒤 배터리 가격을 56% 낮추고, 이러한 기술을 통해 전기차는 내연기관차보다 저렴한 2만5000달러(약2900만원)에 선보이겠다"고 강조했다.
한편 테슬라는 올해 전기차 판매가 지난해보다 30~40% 늘어난 47만대에서 51만대 수준에 이를 것이라고 예고했다. 한 달 뒤 완전자율주행 베타서비스를 내놓겠다는 계획도 밝혔다.
오세성 한경닷컴 기자 sesung@hankyung.com
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